JP2010206994A - Motor - Google Patents

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Keiko Ryu
継紅 劉
Hideki Kusano
秀樹 草野
Hirotoshi Torii
宏年 鳥居
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor which is equipped with a cooling structure that can suppress deviated flow of a fluid flowing in a cooling space. <P>SOLUTION: The motor 11 is equipped with a cylindrical case 13 which houses a rotor 17 and a stator 19. The case 13 has the cooling space 50, which is formed along substantially the entire circumferential direction and allows the fluid to circulate. A plurality of grooves 27 (irregularities) are formed along substantially the entire circumferential direction at the outer face of an inner cylinder 21 which faces the cooling space 50. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動機に関するものである。   The present invention relates to an electric motor.

一般に、建設機械、農業機械、工作機械などの産業機械、自動車などの自走車両には電動機が用いられている。このような産業機械では大電流が電動機に供給されるので、電動機はそのときの発熱を抑えるための冷却構造を備えている。例えば、特許文献1には、ケースの外周部分に周方向に沿って冷却水を循環させる冷却構造に関する技術が開示されている。   In general, electric motors are used for industrial machines such as construction machines, agricultural machines, machine tools, and self-propelled vehicles such as automobiles. In such an industrial machine, since a large current is supplied to the electric motor, the electric motor has a cooling structure for suppressing heat generation at that time. For example, Patent Literature 1 discloses a technique related to a cooling structure that circulates cooling water along the circumferential direction around an outer peripheral portion of a case.

特開2008−259326号公報JP 2008-259326 A

特許文献1に記載の電動機では、冷却水を循環させる冷却用空間がケースの外周部分における周方向の全体にわたって形成されているので、一定の冷却効果は得られるものの、電動機の仕様が高出力化されるに伴って、さらなる冷却効果の向上が望まれている。   In the electric motor described in Patent Document 1, the cooling space for circulating the cooling water is formed over the entire circumferential direction in the outer peripheral portion of the case, so that a constant cooling effect can be obtained, but the motor specifications are increased in output. Accordingly, further improvement of the cooling effect is desired.

そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷却効果を向上させることができる冷却構造を備えた電動機を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide an electric motor including a cooling structure capable of improving a cooling effect.

本発明の電動機は、ロータ(17)およびステータ(19)を収容する筒状のケース(13)を備えている。前記ケース(13)は、その内部に周方向の略全体にわたって形成され、流体を流通可能な冷却用空間(50)を有し、この冷却用空間(50)に面する前記ケース(13)の表面には凹凸部(27)が形成されている。   The electric motor of the present invention includes a cylindrical case (13) that houses the rotor (17) and the stator (19). The case (13) has a cooling space (50) that is formed over substantially the entire circumference in the inside thereof, and is capable of circulating a fluid. The case (13) faces the cooling space (50). Concave and convex portions (27) are formed on the surface.

この構成では、冷却用空間(50)に面する前記ケース(13)の表面に設けられた凹凸部(27)を有しているので、冷却用空間(50)を流れる流体とケース(13)の表面との接触面積を増大させることができる。これにより、流体からケース(13)への伝熱面積が増えるので、冷却効果を向上させることができる。   In this structure, since it has the uneven | corrugated | grooved part (27) provided in the surface of the said case (13) facing the cooling space (50), the fluid and case (13) which flow through the cooling space (50) The contact area with the surface can be increased. Thereby, since the heat transfer area from a fluid to a case (13) increases, a cooling effect can be improved.

また、凹凸部(27)が溝である場合には、この溝に沿って流体が流れやすくなる。これにより、流体とケース(13)との間の熱交換が促進されるので、冷却効果をより向上させることができる。   Further, when the uneven portion (27) is a groove, the fluid easily flows along the groove. Thereby, since heat exchange between the fluid and the case (13) is promoted, the cooling effect can be further improved.

また、前記凹凸部(27)が冷却用空間(50)に面するケース(13)の表面に周方向の略全体にわたって形成されている場合には、流体とケース(13)の表面との接触面積を冷却用空間(50)の周方向の略全体にわたって増加させることができる。これにより、流体からケース(13)への伝熱面積をさらに増加させることができるとともに、冷却用空間(50)の周方向の略全体にわたって満遍なく冷却効果を得ることができる。   Moreover, when the said uneven | corrugated | grooved part (27) is formed in the surface of the case (13) facing the cooling space (50) over substantially the whole circumferential direction, contact with the surface of the fluid and the case (13) The area can be increased over substantially the entire circumferential direction of the cooling space (50). As a result, the heat transfer area from the fluid to the case (13) can be further increased, and a cooling effect can be obtained uniformly over substantially the entire circumferential direction of the cooling space (50).

また、前記ケース(13)内において、前記ロータ(17)および前記ステータ(19)が前記冷却用空間(50)よりも半径方向の内側に収容されており、前記凹凸部(27)は、前記冷却用空間(50)に面する前記ケース(13)の表面のうち、前記ケース(13)の半径方向内側に位置する表面に設けられているのが好ましい。   Further, in the case (13), the rotor (17) and the stator (19) are accommodated radially inward from the cooling space (50), and the uneven portion (27) Of the surface of the case (13) facing the cooling space (50), it is preferably provided on the surface located on the radially inner side of the case (13).

この構成では、電動機の駆動時における主要な熱の発生源であるロータ(17)およびステータ(19)に凹凸部(27)の配設位置をより近づけた構成であるので、冷却効率をより向上させることができる。   In this configuration, the arrangement position of the concavo-convex portion (27) is closer to the rotor (17) and the stator (19), which are main heat generation sources when the electric motor is driven, so that the cooling efficiency is further improved. Can be made.

前記ケース(13)は、前記ロータ(17)および前記ステータ(19)を収容する筒状の内筒部(21)と、この内筒部(21)の外側に配置されるとともに前記内筒部(21)に固定されて前記内筒部(21)との間に前記冷却用空間(50)を形成する筒状の外筒部(23)と、を備え、前記凹凸部(27)が、前記内筒部(21)の外面および前記外筒部(23)の内面の少なくとも一方に設けられていてもよい。   The case (13) is disposed on the outer side of the inner cylindrical portion (21) and the cylindrical inner cylindrical portion (21) that houses the rotor (17) and the stator (19), and the inner cylindrical portion. A cylindrical outer tube portion (23) that is fixed to (21) and forms the cooling space (50) between the inner tube portion (21) and the concavo-convex portion (27), You may be provided in at least one of the outer surface of the said inner cylinder part (21), and the inner surface of the said outer cylinder part (23).

この構成では、ケース(13)は、ロータ(17)および前記ステータ(19)を収容する筒状の内筒部(21)と、この内筒部(21)との間に冷却用空間(50)を形成する筒状の外筒部(23)とを備え、凹凸部(27)が、内筒部(21)の外面および外筒部(23)の内面の少なくとも一方に周方向の略全体にわたって設けられている。これにより、流体から内筒部(21)または外筒部(23)への伝熱面積が増えるので、冷却効果を向上させることができる。   In this configuration, the case (13) has a cooling space (50) between the inner cylindrical portion (21) and the cylindrical inner cylindrical portion (21) that accommodates the rotor (17) and the stator (19). And a cylindrical outer tube portion (23) that forms a concave-convex portion (27), and the concavo-convex portion (27) is substantially the entire circumferential direction on at least one of the outer surface of the inner tube portion (21) and the inner surface of the outer tube portion (23) It is provided over. Thereby, since the heat transfer area from a fluid to an inner cylinder part (21) or an outer cylinder part (23) increases, a cooling effect can be improved.

前記凹凸部(27)が前記内筒部(21)の外面に設けられている場合には、電動機の駆動時における主要な熱の発生源であるロータ(17)およびステータ(19)に凹凸部(27)の配設位置をより近づけることができる。これにより、冷却効率をより向上させることができる。   When the concave and convex portion (27) is provided on the outer surface of the inner cylinder portion (21), the concave and convex portion is formed on the rotor (17) and the stator (19) which are main heat generation sources when the electric motor is driven. The arrangement position of (27) can be made closer. Thereby, cooling efficiency can be improved more.

前記外筒部(23)は前記内筒部(21)と別体で構成されている場合には、内筒部(21)に対する取り付け位置を周方向に任意に選定可能になる。また、これらが別体であることにより、外筒部(23)または内筒部(21)に凹凸部(27)などを前もって形成した後、外筒部(23)を内筒部(21)に固定することができるので、凹凸部(27)の加工が容易になる。特に、凹凸部(27)が内筒部(21)の外面に設けられている場合には、外筒部(23)の内面に凹凸部(27)を形成する場合と比較してさらに加工が容易になる。   When the outer cylinder part (23) is configured separately from the inner cylinder part (21), the attachment position with respect to the inner cylinder part (21) can be arbitrarily selected in the circumferential direction. Moreover, since these are separate bodies, after an uneven | corrugated | grooved part (27) etc. are formed in advance in an outer cylinder part (23) or an inner cylinder part (21), an outer cylinder part (23) is made into an inner cylinder part (21). Therefore, it is easy to process the uneven portion (27). In particular, when the concavo-convex portion (27) is provided on the outer surface of the inner cylinder portion (21), further processing is performed compared to the case where the concavo-convex portion (27) is formed on the inner surface of the outer cylinder portion (23). It becomes easy.

前記流体が絶縁性の油である場合には、水などの流体を使用した場合と比較して漏電などのおそれを低減できる。   When the fluid is an insulating oil, it is possible to reduce the risk of electric leakage as compared with the case where a fluid such as water is used.

電動機が油圧機器に用いられ、前記絶縁性の油が前記油圧機器の作動油である場合には、作動油の一部を冷却用空間(50)に流入する流体として用いることができる。これにより、油圧機器の配管構造、タンク構造などを簡略化できる。   When an electric motor is used for hydraulic equipment and the insulating oil is hydraulic oil for the hydraulic equipment, part of the hydraulic oil can be used as a fluid flowing into the cooling space (50). Thereby, the piping structure, tank structure, etc. of hydraulic equipment can be simplified.

以上説明したように、本発明によれば、冷却用空間に面する前記ケースの表面に設けられた凹凸部を有しているので、冷却用空間を流れる流体とケースの表面との接触面積を増大させることができる。これにより、流体からケースへの伝熱面積が増えるので、冷却効果を向上させることができる。   As described above, according to the present invention, since the concave and convex portions are provided on the surface of the case facing the cooling space, the contact area between the fluid flowing in the cooling space and the surface of the case is reduced. Can be increased. Thereby, since the heat transfer area from a fluid to a case increases, a cooling effect can be improved.

本発明の実施形態の電動機をシャフトの軸方向に切断した断面図である。It is sectional drawing which cut | disconnected the electric motor of embodiment of this invention to the axial direction of the shaft. 図1の実施形態の内筒部、外筒部およびステータを示し、これらを軸方向に切断した断面図である。It is sectional drawing which showed the inner cylinder part, outer cylinder part, and stator of embodiment of FIG. 1, and cut | disconnected these in the axial direction. (a)は、図1の実施形態の電動機を入口側から見たときの内筒部の構造を示す斜視図であり、(b)は、この電動機を入口に対して半径方向に対向する側から見たときの内筒部の構造を示す斜視図である。(A) is a perspective view which shows the structure of the inner cylinder part when the electric motor of embodiment of FIG. 1 is seen from an entrance side, (b) is the side which opposes this electric motor to a radial direction with respect to an entrance. It is a perspective view which shows the structure of the inner cylinder part when it sees from. 図1の実施形態の電動機におけるケース、ステータなどの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows structures, such as a case and a stator, in the electric motor of embodiment of FIG. 図1の実施形態の電動機における冷却用空間の形状を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the shape of the space for cooling in the electric motor of embodiment of FIG.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1に示すように、本実施形態にかかる電動機11は、ケース13と、このケース13の軸方向に沿ってケース13に回転可能に支持されたシャフト15と、このシャフト15に取り付けられた円柱状のロータ17と、このロータ17に対向するステータ19とを備えている。   As shown in FIG. 1, the electric motor 11 according to this embodiment includes a case 13, a shaft 15 that is rotatably supported by the case 13 along the axial direction of the case 13, and a circle attached to the shaft 15. A columnar rotor 17 and a stator 19 facing the rotor 17 are provided.

図1および図2に示すように、ケース13は、筒状の内筒部21と、この内筒部21の外面を覆う筒状の外筒部23と、内筒部21における軸方向の両側の開口部をそれぞれ塞ぐ円盤部29および円盤部31とを含む。これらの内筒部21、外筒部23、円盤部29および円盤部31は別体で作製された後、一体化されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the case 13 includes a cylindrical inner cylinder portion 21, a cylindrical outer cylinder portion 23 that covers the outer surface of the inner cylinder portion 21, and both axial sides of the inner cylinder portion 21. The disk part 29 and the disk part 31 which block | close each opening part are included. The inner cylinder part 21, the outer cylinder part 23, the disk part 29, and the disk part 31 are manufactured separately and then integrated.

円盤部29は内筒部21の第1方向D1側の開口部に嵌合されており、図略のボルトにより内筒部21の端部に固定されている。この円盤部29の内面には、シャフト15の一端部が配置される凹部が形成されている。この凹部の内周面とシャフト15の外周面との間には軸受け33が介在している。   The disc part 29 is fitted in the opening part of the inner cylinder part 21 on the first direction D1 side, and is fixed to the end part of the inner cylinder part 21 by a bolt (not shown). A concave portion in which one end portion of the shaft 15 is disposed is formed on the inner surface of the disk portion 29. A bearing 33 is interposed between the inner peripheral surface of the recess and the outer peripheral surface of the shaft 15.

なお、図1のようにシャフト15の一端部が凹部内に配置される形態の他、例えば円盤部29にシャフト15を挿通可能な図略の貫通穴が設けられ、この貫通穴にシャフト15の一端部が挿通された形態であってもよい。この形態の場合には、シャフト15の両端部において回転運動を出力するようにできる。また、この形態の場合には、シャフト15の一方の端部を回転運動の入力側とし、他方の端部を回転運動の出力側とすることにより、出力側の回転運動を入力側がアシストするようにもできる。   In addition to the form in which one end portion of the shaft 15 is disposed in the recess as shown in FIG. 1, for example, a not-shown through hole through which the shaft 15 can be inserted is provided in the disk portion 29, and the shaft 15 The form by which the one end part was penetrated may be sufficient. In the case of this form, it is possible to output rotational motion at both ends of the shaft 15. In the case of this embodiment, one end of the shaft 15 is set as the input side of the rotary motion, and the other end is set as the output side of the rotary motion, so that the input side assists the rotary motion on the output side. You can also.

円盤部31は内筒部21の第2方向D2側の開口部に嵌合されており、図略のボルトにより内筒部21の端部に固定されている。この円盤部31の中央にはシャフト15の他端部が挿通される貫通口が形成されている。この貫通口の内周面とシャフト15の外周面との間には軸受け35が介在している。このようにしてシャフト15は回転可能に円盤部29,31に支持されている。なお、シャフト15の第2方向D2側の端部および円盤部31は、油圧機械などの産業機械の本体に取り付けられる。   The disc part 31 is fitted in the opening part of the inner cylinder part 21 on the second direction D2 side, and is fixed to the end part of the inner cylinder part 21 by a bolt (not shown). A through hole through which the other end of the shaft 15 is inserted is formed at the center of the disk portion 31. A bearing 35 is interposed between the inner peripheral surface of the through hole and the outer peripheral surface of the shaft 15. In this way, the shaft 15 is rotatably supported by the disk portions 29 and 31. Note that the end portion of the shaft 15 on the second direction D2 side and the disk portion 31 are attached to the body of an industrial machine such as a hydraulic machine.

内筒部21の内面にはステータ19が周方向に沿って配設されている。このステータ19は、ロータ17の外周面と所定の隙間をあけてこの外周面と対向して配置されている。ステータ19は内筒部21の内面に熱的に接触するように取り付けられたコア19aとこのコア19aに巻回された巻線19bとを有している。   A stator 19 is disposed on the inner surface of the inner cylinder portion 21 along the circumferential direction. The stator 19 is disposed opposite the outer peripheral surface of the rotor 17 with a predetermined gap. The stator 19 has a core 19a attached so as to be in thermal contact with the inner surface of the inner cylinder portion 21, and a winding 19b wound around the core 19a.

図3(a),(b)に示すように、内筒部21は、流体の流路となる冷却用空間50を外筒部23とともに形成する胴部40と、この胴部40の第2方向D2側の端部に設けられたフランジ部41とを有している。このフランジ部41は、貫通穴43aを有する挿通部43と、電動機11に電力を供給する導線が挿通される貫通穴45a(図2参照)を有する配線部45とを有している。図4に示すように、内筒部21は、外筒部23の外面に設けられたナット部46のねじ穴と挿通部43の貫通穴43aとの位置を合わせた状態でボルト44を貫通穴43aに挿通しナット部46のねじ穴に螺合することによって外筒部23と連結される。配線部45の側部には配線部45の開口を塞ぐ平板47がねじ止めされている。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the inner cylinder part 21 includes a body part 40 that forms a cooling space 50 that serves as a fluid flow path together with the outer cylinder part 23, and a second part of the body part 40. And a flange portion 41 provided at the end on the direction D2 side. The flange portion 41 includes an insertion portion 43 having a through hole 43a and a wiring portion 45 having a through hole 45a (see FIG. 2) through which a conducting wire for supplying electric power to the electric motor 11 is inserted. As shown in FIG. 4, the inner cylinder portion 21 is configured such that the bolt 44 is inserted into the through hole in a state where the screw holes of the nut portion 46 provided on the outer surface of the outer cylinder portion 23 and the through holes 43 a of the insertion portion 43 are aligned. It is connected to the outer cylinder part 23 by being inserted into 43a and screwed into the screw hole of the nut part 46. A flat plate 47 that closes the opening of the wiring portion 45 is screwed to the side portion of the wiring portion 45.

図3(a),(b)に示すように、胴部40は、第1方向D1側の端部に設けられた外縁部37と、第2方向D2側の端部に設けられた外縁部39と、これらの外縁部37,39の間に設けられた仕切り81とを有している。外縁部37、外縁部39および仕切り81は、外筒部23の内面と周方向に沿って対向する対向面37a,39a,81aをそれぞれ有している。本実施形態では、これらの対向面37a,39a,81aの外径はほぼ同程度に調整されている。ただし、これらの対向面37a,39a,81aの外径は必ずしも同程度でなくてもよい。すなわち、対向面37aと外筒部23の内面との間が後述する下方側の溝49に配置されるOリングによりシールされ、対向面39aと外筒部23の内面との間が上方側の溝49に配置されるOリングによりシールされ、かつ、後述する第1冷却部51と第2冷却部52との間で流体の流れが仕切り81によってある程度制限されればよい。これらの条件を満たせば、例えば、対向面37a,39a,81aの外径がそれぞれ異なっていてもよく、外筒部23の内面が湾曲または軸方向に対して傾斜していてもよい。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the body portion 40 includes an outer edge portion 37 provided at an end portion on the first direction D1 side and an outer edge portion provided on an end portion on the second direction D2 side. 39 and a partition 81 provided between the outer edge portions 37 and 39. The outer edge portion 37, the outer edge portion 39, and the partition 81 have opposing surfaces 37a, 39a, 81a that face the inner surface of the outer cylinder portion 23 along the circumferential direction, respectively. In the present embodiment, the outer diameters of these facing surfaces 37a, 39a, 81a are adjusted to be approximately the same. However, the outer diameters of these facing surfaces 37a, 39a, 81a are not necessarily the same. That is, the space between the facing surface 37a and the inner surface of the outer cylinder portion 23 is sealed by an O-ring disposed in a lower groove 49 described later, and the space between the facing surface 39a and the inner surface of the outer tube portion 23 is on the upper side. What is necessary is just to be sealed to some extent by the partition 81 between the 1st cooling part 51 and the 2nd cooling part 52 which are sealed by the O-ring arrange | positioned in the groove | channel 49, and are mentioned later. If these conditions are satisfied, for example, the outer diameters of the opposing surfaces 37a, 39a, 81a may be different, and the inner surface of the outer cylinder portion 23 may be curved or inclined with respect to the axial direction.

図2および図4に示すように、外筒部23は、内筒部21の胴部40の外面を覆う円筒状の部材である。この外筒部23は、胴部40の外面を覆うとともにこの外面に対して所定の間隔をあけて配置されることにより胴部40との間に流体を流通可能な冷却用空間50を形成している。外筒部23の外面には冷却用空間50と連通する流体の入口60と出口62とが設けられている。   As shown in FIGS. 2 and 4, the outer cylinder part 23 is a cylindrical member that covers the outer surface of the body part 40 of the inner cylinder part 21. The outer cylinder portion 23 covers the outer surface of the body portion 40 and is disposed at a predetermined interval with respect to the outer surface, thereby forming a cooling space 50 through which fluid can flow with the body portion 40. ing. A fluid inlet 60 and an outlet 62 communicating with the cooling space 50 are provided on the outer surface of the outer cylinder portion 23.

外縁部37と仕切り81との間には、これらよりも外径の小さい第1凹部91が周方向に沿って形成されており、外縁部39と仕切り81との間には、これらよりも外径の小さい第2凹部92が周方向に沿って形成されている。これにより、外筒部23が内筒部21の外面を覆うように配置されると、外縁部37,39および仕切り81の対向面37a,39a,81aに外筒部23の内面が対向する一方で、第1凹部91および第2凹部92は外筒部23の内面との間にはそれぞれ空間が形成される。これらの空間は、冷却用空間50の一部を構成する第1冷却部51および第2冷却部52となる。このようにして冷却用空間50は、第1冷却部51と第2冷却部52とに軸方向に分割されている。   A first concave portion 91 having an outer diameter smaller than these is formed along the circumferential direction between the outer edge portion 37 and the partition 81, and the outer edge portion 39 and the partition 81 have an outer periphery smaller than these. A second recess 92 having a small diameter is formed along the circumferential direction. Thereby, when the outer cylinder part 23 is arranged so as to cover the outer surface of the inner cylinder part 21, the inner surface of the outer cylinder part 23 faces the outer edges 37, 39 and the opposing surfaces 37a, 39a, 81a of the partition 81. Thus, a space is formed between the first recess 91 and the second recess 92 between the inner surface of the outer cylinder portion 23. These spaces become the first cooling part 51 and the second cooling part 52 that constitute a part of the cooling space 50. Thus, the cooling space 50 is divided into the first cooling part 51 and the second cooling part 52 in the axial direction.

また、外縁部37と第1凹部91との間には、周方向に沿ってOリング用の溝49が形成されており、外縁部39と第2凹部92との間には、周方向に沿ってOリング用の溝49が形成されている。これらの溝49にはそれぞれ図略のOリングが配置される。これにより、外筒部23と内筒部21の外縁部37,39との間の水密性が高められている。   Further, an O-ring groove 49 is formed along the circumferential direction between the outer edge portion 37 and the first recessed portion 91, and between the outer edge portion 39 and the second recessed portion 92 in the circumferential direction. Along with this, an O-ring groove 49 is formed. O-rings (not shown) are arranged in these grooves 49, respectively. Thereby, the watertightness between the outer cylinder part 23 and the outer edge parts 37 and 39 of the inner cylinder part 21 is improved.

第1凹部91および第2凹部92には、半径方向の内方に凹む複数の溝27(本実施形態では5つの溝27)が周方向に沿ってそれぞれ形成されている。各溝27は、互いに略平行であり、周方向の略全体にわたって形成されている。   A plurality of grooves 27 (five grooves 27 in the present embodiment) that are recessed inward in the radial direction are formed in the first recess 91 and the second recess 92, respectively, along the circumferential direction. The grooves 27 are substantially parallel to each other and are formed over substantially the entire circumferential direction.

第1冷却部51は、各溝27の壁面を構成する環状の突起により半径方向の内方側の空間が複数に仕切られている一方で、半径方向の外方側の空間において連通している。また、第2冷却部52は、第1冷却部51と同様に、各溝27の壁面を構成する環状の突起により半径方向の内方側の空間が複数に仕切られている一方で、半径方向の外方側の空間は軸方向に連通している。このような構成を採用することによって、第1冷却部51および第2冷却部52において、半径方向の内方側では流体と内筒部21の外面との接触面積を増大させる一方で、半径方向の外方側では流体の流通抵抗が増大するのを抑制できる。これにより、冷却効率を向上させるとともに流体が流れる際の圧力損失を低減できる。   The first cooling part 51 communicates in the radially outer space while the radially inner space is partitioned into a plurality of spaces by the annular protrusions that form the wall surfaces of the grooves 27. . Similarly to the first cooling part 51, the second cooling part 52 has a radial inner space partitioned into a plurality of radial inner spaces by an annular protrusion constituting the wall surface of each groove 27. The space on the outer side of is communicated in the axial direction. By adopting such a configuration, in the first cooling part 51 and the second cooling part 52, the contact area between the fluid and the outer surface of the inner cylinder part 21 is increased on the radially inner side, while the radial direction is increased. It is possible to suppress an increase in fluid flow resistance on the outer side. Thereby, the cooling efficiency can be improved and the pressure loss when the fluid flows can be reduced.

図3(b)に示すように、仕切り81は、入口60に対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に位置する開口部71を有している。この開口部71は、仕切り81の一部を切削加工して形成した半径方向の内側に凹む凹部である。開口部71は、外筒部23の内面とともに第1合流部61を構成する(図5参照)。   As shown in FIG. 3B, the partition 81 has an opening 71 located in a region in a predetermined range in the circumferential direction on the side facing the inlet 60 in the radial direction. The opening 71 is a recess recessed inward in the radial direction formed by cutting a part of the partition 81. The opening 71 constitutes the first junction 61 together with the inner surface of the outer cylinder 23 (see FIG. 5).

この第1合流部61は、冷却用空間50の一部であり、入口60に対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に位置し、第1冷却部51と第2冷却部52とを連通している。   The first merging portion 61 is a part of the cooling space 50, and is located in a region in a predetermined range in the circumferential direction on the side facing the inlet 60 in the radial direction, and the first cooling portion 51 and the second cooling portion. The part 52 is communicated.

ここで、本実施形態において「入口60に対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域」とは、具体的には次のことを意味している。まず、この領域の軸方向の位置は、第1冷却部51と第2冷却部52との間にある。次に、この領域の周方向の位置は次の通りいくつかの形態が例示できる。この周方向の位置の一例としては、冷却用空間50を平面視したとき(冷却用空間50をシャフト15の軸方向に向かって見たとき)に、円筒状の第1冷却部51の軸上の位置(シャフト15の回転軸上の位置)を中心として入口60に対して180°回転した対向位置を含み、この対向位置から周方向に所定の幅を持った領域が挙げられる。本実施形態はこのタイプである。   Here, in the present embodiment, the “region in a predetermined range in the circumferential direction on the side facing the inlet 60 in the radial direction” specifically means the following. First, the axial position of this region is between the first cooling part 51 and the second cooling part 52. Next, the position in the circumferential direction of this region can be exemplified in several forms as follows. As an example of the position in the circumferential direction, when the cooling space 50 is viewed in plan (when the cooling space 50 is viewed in the axial direction of the shaft 15), it is on the axis of the cylindrical first cooling unit 51. An area having a predetermined width in the circumferential direction from the opposite position is included. This embodiment is this type.

また、前記周方向の位置の他の例としては、前記対向位置を必ずしも含まなくてよく、前記対向位置から周方向の一方側と他方側にほぼ等距離の位置にある互いに離れた二つの領域を含んでいる。また、前記周方向の位置のさらに他の例としては、上記二つの例を組み合わせた領域が挙げられる。   In addition, as another example of the circumferential position, the opposed position may not necessarily be included, and two regions separated from each other at substantially equal distances from the opposed position to one side and the other side in the circumferential direction. Is included. Further, as another example of the position in the circumferential direction, a region where the above two examples are combined can be cited.

また、第1冷却部51内の流体の偏流を抑制する効果を高める観点から、第1合流部61の周方向の位置は、入口60の中心と前記対向位置とを結ぶ直線に対してほぼ線対称となるような形態であるのが好ましい。また、第1合流部61が周方向の一方側と他方側に延設される範囲は、偏流抑制の観点から、前記対向位置から±45°の領域に含まれているのがより好ましい。   Further, from the viewpoint of enhancing the effect of suppressing the drift of the fluid in the first cooling section 51, the circumferential position of the first merging section 61 is substantially a line with respect to the straight line connecting the center of the inlet 60 and the facing position. It is preferable that the shape is symmetrical. Moreover, it is more preferable that the range where the 1st confluence | merging part 61 is extended in the one side and the other side of the circumferential direction is contained in the area | region of +/- 45 degrees from the said opposing position from a viewpoint of drift suppression.

なお、上記した第1合流部61の配設領域に関する意味内容は、後述する第2合流部についても同様である。すなわち、第1合流部61の上記説明における「入口60に対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域」を、第2合流部62の場合には「第1合流部61に対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域」と読み替える。   In addition, the meaning content regarding the arrangement | positioning area | region of the above-mentioned 1st junction part 61 is the same also about the 2nd junction part mentioned later. That is, the “region of a predetermined range in the circumferential direction on the side facing the inlet 60 in the radial direction” in the above description of the first merging portion 61 is referred to as “first merging portion 61 in the case of the second merging portion 62. On the other hand, it is read as “a region in a predetermined range in the circumferential direction on the opposite side in the radial direction”.

図3(a)、図4および図5に示すように、冷却用空間50は、第1合流部61に対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に位置する第2合流部62を有している。この第2合流部62は、本実施形態では流体を外部に排出するための出口62として機能する。第2冷却部52内を周方向の一方側と他方側に分かれて流れてくる流体が、この出口62において合流する。この出口62は、入口60と周方向の同じ側に位置し、入口60と軸方向に並ぶ位置にある。   As shown in FIGS. 3A, 4, and 5, the cooling space 50 is a second merge located in a region in a predetermined range in the circumferential direction on the side facing the first merge portion 61 in the radial direction. A portion 62 is provided. This 2nd junction part 62 functions as the exit 62 for discharging | emitting a fluid outside in this embodiment. The fluid flowing separately in the second cooling section 52 on one side and the other side in the circumferential direction merges at the outlet 62. The outlet 62 is located on the same side in the circumferential direction as the inlet 60 and is aligned with the inlet 60 in the axial direction.

また、図3(a)に示すように、仕切り81は、周方向の位置が入口60に近く、かつ、入口60と出口62との間の位置に開口部25aを有している。この開口部25aは、仕切り81の一部を切削加工して形成した半径方向の内側に凹む凹部である。この開口部25aは、外筒部23の内面とともに空気抜き用の連通部25を構成する(図5参照)。この連通部25は、冷却用空間50の一部であり、第1冷却部51と第2冷却部52とを連通させている。   Further, as shown in FIG. 3A, the partition 81 has a circumferential position close to the inlet 60 and has an opening 25 a at a position between the inlet 60 and the outlet 62. The opening 25a is a recess that is formed by cutting a part of the partition 81 and is recessed inward in the radial direction. This opening 25a constitutes the communication part 25 for venting air with the inner surface of the outer cylinder part 23 (refer FIG. 5). The communication part 25 is a part of the cooling space 50 and communicates the first cooling part 51 and the second cooling part 52.

開口部71の周方向の開口長さは、用いる流体の粘度、流体の供給量などに応じて適宜設定すればよく特に限定されるものではないが、少なくとも開口部25aよりも大きくなるように設定される。すなわち、第1合流部61の開口面積は、第1冷却部51の周方向の一方側と他方側を通って流れる流体が合流して第2冷却部52側に円滑に流れるように流体にかかる抵抗などを考慮して設定される。一方、連通部25の開口面積は、第1冷却部51に滞留する空気を第2冷却部52側に移動させることができ、かつ、入口60から供給された流体が連通部25を通って第2冷却部52側に流れるのを極力抑えることができる程度に第1合流部61よりも十分に小さい値に設定されるのが好ましい。   The opening length in the circumferential direction of the opening 71 is not particularly limited as long as it is appropriately set according to the viscosity of the fluid to be used, the supply amount of the fluid, and the like, but is set to be at least larger than the opening 25a. Is done. That is, the opening area of the first merging portion 61 is applied to the fluid so that the fluid flowing through one side and the other side in the circumferential direction of the first cooling portion 51 merges and smoothly flows to the second cooling portion 52 side. It is set in consideration of resistance. On the other hand, the opening area of the communication part 25 can move the air staying in the first cooling part 51 to the second cooling part 52 side, and the fluid supplied from the inlet 60 passes through the communication part 25 to the first. It is preferable to set a value sufficiently smaller than that of the first merging portion 61 to such an extent that the flow to the second cooling portion 52 side can be suppressed as much as possible.

流体としては、水を用いることもできるが、例えば絶縁性の油を用いることによって漏電のおそれを低減することができる。絶縁性の油としては、電動機11が油圧機器に用いられるものである場合には、この油圧機器の作動油であるのが好ましい。   Water can be used as the fluid, but the risk of electrical leakage can be reduced by using, for example, insulating oil. As the insulating oil, when the electric motor 11 is used in a hydraulic device, it is preferably a hydraulic oil for the hydraulic device.

次に、本実施形態の電動機11の動作について説明する。まず、電動機11に電力を供給すると、ロータ17とステータ19との間に磁力が発生してシャフト15が回転する。この電動機11の駆動に伴って主にロータ17およびステータ19が発熱する。この発熱による電動機11の温度上昇を抑制するために、例えば冷却用の流体としての作動油が入口60を通じて冷却用空間50に供給される。   Next, operation | movement of the electric motor 11 of this embodiment is demonstrated. First, when electric power is supplied to the motor 11, a magnetic force is generated between the rotor 17 and the stator 19 and the shaft 15 rotates. As the electric motor 11 is driven, the rotor 17 and the stator 19 mainly generate heat. In order to suppress the temperature rise of the electric motor 11 due to this heat generation, for example, hydraulic oil as a cooling fluid is supplied to the cooling space 50 through the inlet 60.

入口60から供給された流体は、第1冷却部51の周方向の一方側と他方側に分岐して第1冷却部51内を流れる。本実施形態では、第1合流部61が前記対向位置に設けられているので、第1冷却部51の周方向の一方側と他方側に分岐して流れる流体の割合がほぼ均等になる。   The fluid supplied from the inlet 60 branches into one side and the other side in the circumferential direction of the first cooling unit 51 and flows through the first cooling unit 51. In the present embodiment, since the first merging portion 61 is provided at the facing position, the ratio of the fluid that branches and flows to one side and the other side in the circumferential direction of the first cooling portion 51 becomes substantially equal.

これらの分岐した流体は、第1合流部61において合流して第2冷却部52に流入する。このように分岐した流体を一旦合流させたうえで第2冷却部52に流入させることにより、第1合流部61を通過する際に均一に混合された流体を第2冷却部52に送ることができる。これにより、第2冷却部52における冷却効果のばらつきを低減できる。   These branched fluids merge at the first merge unit 61 and flow into the second cooling unit 52. The fluid that has been branched in this way is once merged and then flowed into the second cooling unit 52, so that the uniformly mixed fluid can be sent to the second cooling unit 52 when passing through the first merged unit 61. it can. Thereby, the dispersion | variation in the cooling effect in the 2nd cooling part 52 can be reduced.

第2冷却部52に流入した流体は、第2冷却部52の周方向の一方側と他方側に再び分岐して第2冷却部52内を流れる。これらの分岐した流体は、第2合流部(出口)62において再び合流し、この出口62から外部に排出される。出口62は、第1合流部61に対して半径方向に対向する側における周方向の所定範囲の領域に設けられているので、第2冷却部52の周方向の一方側と他方側に分岐して流れる流体の割合がほぼ均等になる。なお、排出された流体は、必要に応じて冷却した後、冷却用として循環させて再利用してもよい。   The fluid that has flowed into the second cooling unit 52 branches again to one side and the other side in the circumferential direction of the second cooling unit 52 and flows through the second cooling unit 52. These branched fluids join again at the second joining portion (exit) 62 and are discharged from the exit 62 to the outside. Since the outlet 62 is provided in a region in a predetermined range in the circumferential direction on the side facing the first merging portion 61 in the radial direction, the outlet 62 branches to one side and the other side in the circumferential direction of the second cooling unit 52. The ratio of flowing fluid is almost even. The discharged fluid may be cooled and reused after being circulated for cooling.

以上説明したように、本実施形態によれば、冷却用空間50に面する前記ケース13の表面に設けられた凹凸部27を有しているので、冷却用空間50を流れる流体とケース13の表面との接触面積を増大させることができる。これにより、流体からケース13への伝熱面積が増えるので、冷却効果を向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, since the uneven portion 27 is provided on the surface of the case 13 facing the cooling space 50, the fluid flowing in the cooling space 50 and the case 13 The contact area with the surface can be increased. Thereby, since the heat transfer area from the fluid to the case 13 increases, the cooling effect can be improved.

また、本実施形態では、凹凸部27が溝であるので、この溝に沿って流体が流れやすくなる。これにより、流体とケース13との間の熱交換が促進されるので、冷却効果をより向上させることができる。   Moreover, in this embodiment, since the uneven | corrugated | grooved part 27 is a groove | channel, it becomes easy to flow a fluid along this groove | channel. Thereby, since heat exchange between the fluid and the case 13 is promoted, the cooling effect can be further improved.

また、本実施形態では、前記凹凸部27が冷却用空間50に面するケース13の表面に周方向の略全体にわたって形成されているので、流体とケース13の表面との接触面積を冷却用空間50の周方向の略全体にわたって増加させることができる。これにより、流体からケース13への伝熱面積をさらに増加させることができるとともに、冷却用空間50の周方向の略全体にわたって満遍なく冷却効果を得ることができる。   In the present embodiment, since the uneven portion 27 is formed on the surface of the case 13 facing the cooling space 50 over substantially the entire circumferential direction, the contact area between the fluid and the surface of the case 13 is determined as the cooling space. It can be increased over substantially the entire 50 circumferential directions. As a result, the heat transfer area from the fluid to the case 13 can be further increased, and a cooling effect can be obtained evenly over substantially the entire circumferential direction of the cooling space 50.

また、本実施形態では、前記ケース13内において、前記ロータ17および前記ステータ19が前記冷却用空間50よりも半径方向の内側に収容されており、前記凹凸部27は、前記冷却用空間50に面する前記ケース13の表面のうち、前記ケース13の半径方向内側に位置する表面に設けられており、電動機の駆動時における主要な熱の発生源であるロータ17およびステータ19に凹凸部27の配設位置をより近づけている。これにより、冷却効率をより向上させることができる。   In the present embodiment, in the case 13, the rotor 17 and the stator 19 are accommodated in the radial direction with respect to the cooling space 50, and the uneven portion 27 is located in the cooling space 50. Of the surface of the case 13 facing the surface of the case 13, the surface of the case 13 is located on the inner side in the radial direction, and the rotor 17 and the stator 19, which are main heat sources when the motor is driven, The arrangement position is closer. Thereby, cooling efficiency can be improved more.

また、本実施形態では、前記凹凸部27が前記内筒部21の外面に設けられているので、電動機の駆動時における主要な熱の発生源であるロータ17およびステータ19に凹凸部27の配設位置をより近づけることができる。これにより、冷却効率をより向上させることができる。   In the present embodiment, since the uneven portion 27 is provided on the outer surface of the inner cylinder portion 21, the uneven portion 27 is arranged on the rotor 17 and the stator 19 which are main heat generation sources when the electric motor is driven. The installation position can be made closer. Thereby, cooling efficiency can be improved more.

また、本実施形態では、前記外筒部23は前記内筒部21と別体で構成されているので、内筒部21に対する取り付け位置を周方向に任意に選定可能になる。また、これらが別体であることにより、外筒部23または内筒部21に凹凸部27などを前もって形成した後、外筒部23を内筒部21に固定することができるので、凹凸部27の加工が容易になる。特に、本実施形態のように凹凸部27が内筒部21の外面に設けられている場合には、外筒部23の内面に凹凸部27を形成するのと比較してさらに加工が容易になる。   Moreover, in this embodiment, since the said outer cylinder part 23 is comprised separately from the said inner cylinder part 21, the attachment position with respect to the inner cylinder part 21 can be arbitrarily selected in the circumferential direction. Moreover, since these are separate bodies, the outer cylindrical portion 23 can be fixed to the inner cylindrical portion 21 after the concave and convex portions 27 and the like are formed in the outer cylindrical portion 23 or the inner cylindrical portion 21 in advance. 27 becomes easy. In particular, when the concavo-convex portion 27 is provided on the outer surface of the inner cylinder portion 21 as in the present embodiment, the processing is further facilitated as compared with the case where the concavo-convex portion 27 is formed on the inner surface of the outer cylinder portion 23. Become.

なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、上記実施形態では、凹凸部としての溝が内筒部の外面に周方向に連続した構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。凹凸部としては、例えば螺旋状の溝、軸方向に沿って形成された複数の溝、複数の突起、複数のディンプルなどが、冷却用空間に面するケースの表面に形成されていてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the grooves as the concavo-convex portions are continuous in the circumferential direction on the outer surface of the inner cylindrical portion has been described as an example, but the present invention is not limited to this. As the concavo-convex portion, for example, a spiral groove, a plurality of grooves formed along the axial direction, a plurality of protrusions, a plurality of dimples, and the like may be formed on the surface of the case facing the cooling space.

また、上記実施形態では、凹凸部が内筒部の外面に設けられた形態を例に挙げて説明したが、凹凸部は、冷却用空間に面するケースの表面であれば、例えば外筒部の内面などの他の部位であってもよい。また、例えば凹凸部が内筒部の外面と外筒部の内面の両方に設けられていてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the uneven | corrugated | grooved part was demonstrated and mentioned as an example in the form provided in the outer surface of the inner cylinder part, if the uneven | corrugated | grooved part is the surface of the case facing the space for cooling, for example, an outer cylinder part It may be another part such as the inner surface. For example, the uneven part may be provided on both the outer surface of the inner cylinder part and the inner surface of the outer cylinder part.

また、上記実施形態では、冷却用空間50が第1冷却部と第2冷却部の2つに分割されている場合を例示したが、冷却用空間50は上記のように分割されていなくてもよく、また、上記よりもさらに細分化されていてもよい。   Moreover, although the case where the space 50 for cooling was divided | segmented into two of the 1st cooling part and the 2nd cooling part was illustrated in the said embodiment, even if the space 50 for cooling is not divided | segmented as mentioned above, Moreover, it may be further subdivided than the above.

また、上記実施形態では、冷却用空間を形成する内筒部と外筒部が別体である場合を例に挙げて説明したが、これらの内筒部と外筒部は、別体ではなく一体の部材であってもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the case where the inner cylinder part and outer cylinder part which form the space for cooling were separated was mentioned as an example, these inner cylinder parts and outer cylinder parts are not separate bodies. It may be an integral member.

11 電動機
13 ケース
17 ロータ
19 ステータ
21 内筒部
23 外筒部
27 溝
50 冷却用空間
51 第1冷却部
52 第2冷却部
60 入口
61 第1合流部
62 出口(第2合流部)
71 開口部
81 仕切り
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Electric motor 13 Case 17 Rotor 19 Stator 21 Inner cylinder part 23 Outer cylinder part 27 Groove 50 Cooling space 51 1st cooling part 52 2nd cooling part 60 Inlet 61 1st junction part 62 Outlet (2nd junction part)
71 Opening 81 Partition

Claims (9)

ロータ(17)およびステータ(19)を収容する筒状のケース(13)を備えた電動機であって、
前記ケース(13)は、その内部に周方向の略全体にわたって形成され、流体を流通可能な冷却用空間(50)を有し、この冷却用空間(50)に面する前記ケース(13)の表面には凹凸部(27)が形成されている電動機。
An electric motor comprising a cylindrical case (13) for accommodating a rotor (17) and a stator (19),
The case (13) has a cooling space (50) that is formed over substantially the entire circumference in the inside thereof, and is capable of circulating a fluid. The case (13) faces the cooling space (50). An electric motor having an uneven portion (27) formed on the surface.
前記凹凸部(27)が溝である、請求項1に記載の電動機。   The electric motor according to claim 1, wherein the uneven portion is a groove. 前記凹凸部(27)は前記冷却用空間(50)に面する前記ケース(13)の表面に周方向の略全体にわたって形成されている、請求項1または2に記載の電動機。   3. The electric motor according to claim 1, wherein the concavo-convex portion (27) is formed on the surface of the case (13) facing the cooling space (50) over substantially the entire circumferential direction. 前記ケース(13)内において、前記ロータ(17)および前記ステータ(19)が前記冷却用空間(50)よりも半径方向の内側に収容されており、
前記凹凸部(27)は、前記冷却用空間(50)に面する前記ケース(13)の表面のうち、前記ケース(13)の半径方向内側に位置する表面に設けられている、請求項1〜3のいずれかに記載の電動機。
In the case (13), the rotor (17) and the stator (19) are accommodated radially inward of the cooling space (50),
The said uneven | corrugated | grooved part (27) is provided in the surface located in the radial inside of the said case (13) among the surfaces of the said case (13) facing the said space for cooling (50). The electric motor in any one of -3.
前記ケース(13)は、前記ロータ(17)および前記ステータ(19)を収容する筒状の内筒部(21)と、この内筒部(21)の外側に配置されるとともに前記内筒部(21)に固定されて前記内筒部(21)との間に前記冷却用空間(50)を形成する筒状の外筒部(23)と、を備え、
前記凹凸部(27)が、前記内筒部(21)の外面および前記外筒部(23)の内面の少なくとも一方に設けられている、請求項1〜3のいずれかに記載の電動機。
The case (13) is disposed on the outer side of the inner cylindrical portion (21) and the cylindrical inner cylindrical portion (21) that houses the rotor (17) and the stator (19), and the inner cylindrical portion. A cylindrical outer cylinder portion (23) fixed to (21) and forming the cooling space (50) between the inner cylinder portion (21),
The electric motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the uneven portion (27) is provided on at least one of an outer surface of the inner tube portion (21) and an inner surface of the outer tube portion (23).
前記凹凸部(27)が前記内筒部(21)の外面に設けられている、請求項5に記載の電動機。   The electric motor according to claim 5, wherein the uneven portion (27) is provided on an outer surface of the inner tube portion (21). 前記外筒部(23)は前記内筒部(21)と別体で構成されている、請求項5または6に記載の電動機。   The electric motor according to claim 5 or 6, wherein the outer tube portion (23) is formed separately from the inner tube portion (21). 前記流体が絶縁性の油である、請求項1〜7のいずれかに記載の電動機。   The electric motor according to claim 1, wherein the fluid is an insulating oil. 油圧機器に用いられる電動機であって、
前記絶縁性の油が前記油圧機器の作動油である、請求項8に記載の電動機。
An electric motor used for hydraulic equipment,
The electric motor according to claim 8, wherein the insulating oil is hydraulic oil for the hydraulic device.
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